Voorblad bij tentamen

Maat: px

Weergave met pagina beginnen:

Download "Voorblad bij tentamen"

Christa Bosman
6 jaren geleden
Aantal bezoeken:

1 Voorblad bij tentamen (in te vullen door de examinator) Vaknaam: Topics in Moleculen en Materialen Vakcode: 6E7XO Datum: Begintijd: 13:30 Eindtijd: 16:30 Aantal pagina s: 6 Aantal vragen: 5 Aantal te behalen punten/normering per vraag: 20 Wijze van vaststellen eindcijfer: punten voor allen vragen optellen en delen door tien Wijze van beantwoording vragen: formulering, ordening, onderbouwing, multiple choice: formulering, onderbouwing, berekening Inzage: contact opnemen met verantwoordelijk docent Overige opmerkingen: Gaarne ieder vraag op een nieuw papier blad maken in verband met het nakijken Instructies voor studenten en surveillanten Toegestane hulpmiddelen (mee te nemen door student): Notebook Rekenmachine x Grafische rekenmachine Dictaat/boek 1 A4-tje met aantekeningen Woordenboek(en). Zo ja, welke: Let op: toiletbezoek is alleen onder begeleiding toegestaan binnen 15 minuten na aanvang en 15 minuten voor het einde mag de tentamenruimte niet worden verlaten, tenzij anders aangegeven er dient altijd tentamenwerk (volledig ingevuld tentamenpapier: naam, studentnummer e.d.) te worden ingeleverd tijdens het tentamen dienen de huisregels in acht te worden genomen aanwijzingen van examinatoren en surveillanten dienen opgevolgd te worden etui ligt niet op tafel onderling worden geen hulpmiddelen geleend/uitgewisseld Tijdens het maken van schriftelijke tentamens wordt onder (poging tot) fraude in ieder geval verstaan: gebruik van andermans ID-bewijs/campuskaart mobiele telefoon of enige andere media dragende devices liggen op tafel of zijn opgeborgen in de kleding (poging tot) gebruik van ongeoorloofde bronnen en hulpmiddelen, zoals internet, mobiele telefoon e.d. 1 het gebruik van een clicker die niet je eigen clicker is ander papier voor handen hebben dan door de TU/e is verstrekt, tenzij anders aangegeven toiletbezoek (of naar buiten lopen) zonder toestemming of begeleiding

Vraag 1, Supramoleculaire chemie en zelf-assemblage (20 punten, 35 minuten) De zelf-assemblage van blokcopolymeren zoals bijvoorbeeld polystyreen-polysiloxaan (zie figuur) kan leiden tot nanometer

2 Vraag 1, Supramoleculaire chemie en zelf-assemblage (20 punten, 35 minuten) De zelf-assemblage van blokcopolymeren zoals bijvoorbeeld polystyreen-polysiloxaan (zie figuur) kan leiden tot nanometer grootte geordende structuren op een oppervlakte. a. Leg uit hoe chi ( ) en N een rol spelen bij vorming van de nanostructuren op basis van blokcopolymeren. b. Geef aan hoe klein de structuren gemaakt kunnen worden en welke parameters daarbij een rol spelen. c. Hoe kun je de oriëntatie van deze nanostructuren controleren en hoe kun je ervoor zorgen dat deze oriëntatie over langere afstanden uniform is? In oplossing is het ook mogelijk om nanostructuren te maken door middel van zelfassemblage. d. Geef een voorbeeld van hoe moleculen kunnen zelf-assembleren in oplossing en bespreek het zelf-assemblage mechanisme. e. Hoe kan de grootte van deze nanostructuren in oplossing gecontroleerd worden? Geef drie mogelijkheden. 2

Vraag 2, Chemische biologie (20 punten, 35 minuten) a. Als een signaalmolecuul bij een cel aankomt, is de response van de cel, afhankelijk van het signaalmolecuul en celtype, snel of juist langzaam.

3 Vraag 2, Chemische biologie (20 punten, 35 minuten) a. Als een signaalmolecuul bij een cel aankomt, is de response van de cel, afhankelijk van het signaalmolecuul en celtype, snel of juist langzaam. Beschrijf kort één intracellulair mechanisme hoe een cel snel en één hoe een cel langzaam een respons op een signaal kan vertonen. (4P) b. G-eiwit gekoppelde receptoren (GPCRs) zijn transmembraaneiwitten, welke onder andere een belangrijke rol spelen in smaak en reuk. In de figuur hiernaast ziet u een signaalmolecuul met een sterke fruitgeur (octanal) omringd door aminozuren van de bindingspocket van een GPCR. Octanal vormt een tijdelijke covalente binding met de receptor. Teken de chemische structuur van deze covalente binding. (4P) c. De Androgeen Receptor en Oestrogeen Receptor zijn kern receptoren welke beide tot expressie komen in zowel mannen als vrouwen. Waarom dan, ontwikkelen mannen meestal geen vrouwelijke geslachtskenmerken en vice versa? (4P) d. Veel Kern Receptor antagonisten die gebruikt worden als anti-kanker medicijn worden na verloop van tijd inactief of zelf agonistisch, door puntmutaties in het Kern Receptor Ligand Binding Domain. Legt u kort op moleculair niveau uit hoe deze puntmutaties in het eiwit, de functie van hetzelfde medicijn / molecuul van een antagonist in een agonist kunnen veranderen. (4P) e. Diethylstilbestrol is een Oestrogeen Receptor agonist. Tamoxifen is een (partiële) Oestrogeen Receptor antagonist. Tamoxifen moet echter eerst in het lichaam metabool geactiveerd worden tot actieve metabolieten. Teken één mogelijk biologisch actieve metaboliet van Tamoxifen en leg uw antwoord kort uit (waarom is de door u getekende metaboliet actief en Tamoxifen zelf niet). (4P) Tamoxif e e n n O N HO Diethylstilbest r rol OH 3

4 Vraag 3, Organische halfgeleiders (20 punten, 35 minuten) In het proefschrift van Dr. Tobias Schmidt (Augsburg 2013) is onderstaande figuur van een multilaag OLED opgenomen, inclusief een energiediagram en de structuren van een aantal relevante moleculen. Verder is gegeven: Constante van Planck h J s Elementaire lading q C Lichtsnelheid c m s 1 a. Wat is het ingebouwde voltage (built-in voltage) van deze OLED? b. Hoe groot is de barrière Φe voor de injectie van elektronen? c. Wat is de rol van de Bphen laag in deze OLED? Hoe helpt deze laag om de lichtopbrengst per watt te verhogen? d. De HATCN laag heeft een LUMO (geleidingsband) met een energieniveau tussen die van ITO en α-npd. Waarom is dit zo gekozen? e. Welk molecuul zorgt voor de emissie van licht in deze OLED? Bereken de golflengte van dat licht? f. Wat kun je zeggen over de energie van de triplettoestand van CBP als je aanneemt dat die het rendement van de OLED niet negatief beïnvloed? g. Kan deze OLED een intern kwantumredendement van 100% hebben? Motiveer je antwoord. h. Waarom is het externe kwantumredendement van een OLED in het algemeen veel lager (ca. 20%) dan het interne kwantumredendement? 4

Vraag 4, Optica (20 punten, 35 minuten) a. In een LCD scherm (zie figuur hieronder) wordt de transmissie van het licht gecontroleerd door een vloeibaar kristallijne cel.

5 Vraag 4, Optica (20 punten, 35 minuten) a. In een LCD scherm (zie figuur hieronder) wordt de transmissie van het licht gecontroleerd door een vloeibaar kristallijne cel. Beschrijf in het kort de functie van de vloeibaar kristallijne cel in een LCD en hoe het licht aan en uit gezet kan worden om lichte en donkere pixels te maken. b. De wet van Snellius luidt als volgt: n1sinθ1=n2sinθ2, waar n1 en n2 de breking indexen van de twee media zijn en θ1 en θ2 de hoek is van het invallend licht met de normaal van de twee media. I) Wat betekent de term brekingsindex, n? II) Als de kritische hoek voor totale interne reflectie voor SiO2 met lucht 43.3 graden is wat is dan de brekingsindex van SiO2? c. Een uitgelijnde gepolymeriseerde vloeibaar kristallijne film voorzien van een fotoisomeriseerbare verbinding zoals een azobenzeen zal uitzetten en krimpen als deze wordt blootgesteld aan UV licht. Vloeibaar kristallijn azobenzeen films kunnen echter ook buigen als ze worden belicht met UV licht. Hoe kun je bewerkstellingen dat polymeren films buigen dan wel uitzetten en krimpen? Wat is de rol van de azobenzeen eenheid in deze systemen? d. Wat wordt bedoelt met de term polaroid in polaroid zonnebrillen en hoe helpen deze om de transmissie van direct zonlicht en het licht dat teruggekaatst wordt door bijvoorbeeld het wegdek te verminderen? e. In een luminescent solar concentrator (LSC) kunnen polymeriseerbare vloeibare kristallen worden gebruikt om fluorescente kleurstoffen uit te lijnen. Twee van zulke oriëntatie zijn planair (dat is wanneer de moleculaire director van het vloeibare kristal parallel is aan het licht geleidende oppervlakte) en homeotroop (de director staat loodrecht op het licht geleidende oppervlakte). i) Geef 1 voor- en een nadeel van een homeotrope uitlijning in een LSC. ii) Geef 1 voor- en een nadeel van een planaire uitlijning in een LSC. iii) De uitlijning van een dichroitische kleurstof in een vloeibaar kristal kan worden beschreven met de orde parameter, S. Hoe kun je deze parameter fysisch bepalen? 5

6 Vraag 5, Oppervlaktes en Interfaces (20 punten, 35 minuten) Het oppervlakte van materialen kan tot nieuwe functies leiden zoals zelfreinigende eigenschappen. Deze eigenschappen zijn het resultaat van de oppervlakte chemie en topografie van het materiaal. a. Beschrijf de twee bevochtigingsmodellen (wettability models) van Wenzel en Cassie- Baxter voor (de contacthoek van) super hydrofobe oppervlaktes. (tip: gebruik een schets voor je antwoord) b. Welke zou u gebruiken voor een zelfreinigend oppervlakte? Waarom? c. Geef een andere benadering gebaseerd op speciale bevochtiging welke u kunt gebruiken voor zelfreinigende oppervlakken? Leg het werkingsmechanisme kort uit, De prestatie en de levensduur van oppervlakte eigenschappen hangt sterk van het gebruik en klimaat waaraan het materiaal blootgesteld wordt. Dit is vooral belangrijk voor geavanceerde apparaten zoals zonnepanelen. d. Geef de 4 belangrijkste (algemene) criteria waaraan moet worden voldaan om een zelfherstellende functie toe te voegen aan een materiaal of oppervlakte. e. Geef aan hoe u een zelfherstellende polymeren coating zou kunnen aanbrengen op een zonnepaneel liggend op het dak van een fabriek in de buurt van de kust. Noot: Gebruik voor uw antwoord de 4 belangrijkste criteria zoals aangeven in d. 6

Vergelijkbare documenten

Voorblad bij tentamen

Studentnaam: Studentnummer: Voorblad bij tentamen (in te vullen door de examinator) Vaknaam: Bio-organische chemie eindtoets (8RB19) Vakcode: 8RB10 Datum: 27-6-2016 Begintijd: 18:00 Eindtijd: 21:00 (or